微小核糖核酸（miRNA）是一類短鏈非編碼RNA，在基因調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究表明，異常的miRNA表達是多種癌癥類型的基因畸變所致，并通過靶基因表達失調(diào)在癌癥的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。因此，較多miRNA與腫瘤的發(fā)病機制相關(guān)。建立miRNA診斷模型，有助于多種高風險的癌前病變的早期檢測。

近期，中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術(shù)研究所繆鵬課題組通過環(huán)張力促進的疊氮–炔環(huán)加成反應（SPAAC）輔助三維DNA納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控，開發(fā)了新型miRNA檢測方法。

該研究設計了5條單鏈DNA用于組裝DNA截錐體納米結(jié)構(gòu)。研究通過序列末端巰基修飾，將其底部結(jié)合在金電極表面；同時將其頂端序列與目標miRNA序列結(jié)合并被雙鏈特異性核酸酶（DSN）降解，進而激活這一納米結(jié)構(gòu)的三條側(cè)鏈與P1進行SPAAC反應。SPAAC是無金屬無酶輔助的疊氮化物和環(huán)辛基類炔烴之間的點擊反應，具有高選擇性和生物正交特性，適合在DNA納米結(jié)構(gòu)的離散位點上進行連接反應。研究顯示，生成的三條長單鏈自發(fā)折疊為莖環(huán)結(jié)構(gòu)，縮短了P1末端修飾的二茂鐵與電極之間的距離，提升了電化學響應。

這一檢測方法利用三維DNA納米結(jié)構(gòu)進行目標序列的高效分子識別，并利用酶促反應與SPAAC點擊化學反應調(diào)控DNA納米結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了電化學信號放大。該方法具有較高的靈敏度，在生物樣本測試中表現(xiàn)出優(yōu)異的特異性和穩(wěn)定性。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《納米快報》（Nano Letters）上。研究工作得到國家自然科學基金的支持。

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SPAAC輔助DNA納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換及DSN酶促信號放大示意圖

來源： 蘇州生物醫(yī)學工程技術(shù)研究所